受热力作用的低质量行星偏心率与轨道倾角演化的数值研究

通过三维高分辨率流体动力学模拟，我们研究了嵌入受热扩散气体盘中的弱偏心率或弱倾角低质量原行星的轨道演化。我们既考虑了不发光行星，也考虑了经历自身光度辐射反馈的行星。我们将结果与先前的解析工作进行比较，发现热力（盘中由热效应引起的力的贡献）与线性理论预测的相符程度在 $\sim 20$% 以内。当行星的光度超过一个阈值（该阈值经发现与线性理论预测值相差在 $10$% 以内）时，其偏心率和倾角呈指数增长，而低于该阈值时这些量则经历强烈阻尼。在低光度这一 regime 下，热扩散确实冷却了行星周围区域并允许气体在其附近积聚。正是这一气体过剩的动力学贡献于偏心率和倾角的阻尼。所获得的阻尼率可高达由与盘的共振相互作用引起的阻尼率的 $h^{-1}$ 倍，其中 $h$ 为盘的高宽比。这表明，使用基于共振波激发的著名公式来描述偏心率和倾角演化、并纳入行星-盘相互作用的模型，将盘对低质量行星偏心率和倾角的阻尼作用低估了一个数量级。